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[Technisches Gebiet]
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bei einem Orthogonal-Gaslaser und insbesondere eine Verbesserung bei einem Orthogonal-Gaslaser, der einen Resonator enthält, der aus einem teilreflektierenden Spiegel und mehreren gesamtreflektierenden Spiegeln besteht und Laserlicht dreht, wodurch es möglich gemacht wird, einen hohen Ausstoß zu erzeugen, Energie zu sparen und den Laser kompakt zu machen.
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[Stand der Technik]
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8 ist eine Konstruktionszeichnung zur Darstellung eines Orthogonal-Gaslasers bei einer verwandten Technik. In der Figur bezeichnet die Nummer 1 einen Laseroszillator, Nummer 2 bezeichnet eine Entladungselektrode in dem Laseroszillator 1, Nummer 3 bezeichnet ein Gaszirkulationsgebläse in dem Laseroszillator 1, Nummer 4 bezeichnet einen teilreflektierenden Spiegel, Nummer 5 bezeichnet einen gesamtreflektierenden Spiegel, Nummer 6 bezeichnet einen Wärmetauscher, Nummer 7 bezeichnet eine Kühleinheit, Nummer 8 bezeichnet eine Energiezuführtafel, Nummer 9 bezeichnet eine Steuerungseinheit, Nummer 10 bezeichnet ein Lasermedium, und Nummer 11 bezeichnet ein Laserlicht, das von dem Laseroszillator 1 herausgenommen wird. Der teilreflektierende Spiegel 4 und der gesamtreflektierende Spiegel 5 bilden den Resonator 12. Die Kühleinheit 7 kühlt den teilreflektierenden Spiegel 4, den gesamtreflektierenden Spiegel 5 und den Wärmetauscher 6. Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Entladung in der Entladungselektrode 2, eine Vorrichtung zum Steuern des Gaszirkulationsgebläses 3, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Vakuums in dem Laseroszillator 1, und ähnliches sind in der Energiezuführtafel 8 angeordnet.
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Nachfolgend wird der Betrieb des Orthogonal-Gaslasers gemäß 8 beschrieben. Die Vorrichtung zum Steuern des Gaszirkulationsgebläses 3 in der Energiezuführtafel 8 wird durch ein Startsignal von der Steuerungseinheit 9 angetrieben, wodurch das Gaszirkulationsgebläse 3 gedreht wird, und das Lasermedium 10, mit dem der Laseroszillator gefüllt ist, beispielsweise CO2-Gas in einem Kohlendioxidlaser, wird zirkuliert. In diesem Zustand wird, wenn ein Ausgangssignal von der Steuerungseinheit 9 gegeben wird, eine hohe Spannung zu der Entladungselektrode 2 eingegeben, und das Lasermedium 10 wird wegen der Entladung erregt. Das erregte Lasermedium 10 emittiert Licht und fällt auf ein Basisniveau. Das emittierte Licht wird reflektiert und zwischen dem teilreflektierenden Spiegel 4 und dem gesamtreflektierenden Spiegel 5, die den Resonator 12 bilden, verstärkt. D. h., etwas von dem Laserlicht wird zu der Außenseite von dem teilreflektierenden Spiegel 4 herausgenommen, und der Rest wird weiter an den gesamtreflektierenden Spiegel 5 reflektiert und wird wiederholt reflektiert und verstärkt. Das zu der Außenseite ausgegebene Laserlicht 11 wird derart gesteuert, dass das Licht, das dem Ausgang eines Signals von der Steuerungseinheit 9 entspricht, abgegeben wird. Die Gestaltung gemäß 8 wird eine dreiachsige Orthogonalart genannt, weil die drei Richtungen der Richtung des Laserlichts 11, die Entladungsrichtung und die Richtung, in der das Lasermedium 10 zwischen der Entladungselektrode 2 strömt, orthogonal zueinander sind. Das von dem Laseroszillator 1 herausgenommene Laserlicht 11 wird zu einer Laserstrahlmaschine usw. übertragen, und wird für die Bearbeitung beim Schneiden, Schweißen, usw., Messen, usw. verwendet.
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9 ist eine Konstruktionszeichnung zur Darstellung der Positionsbeziehung zwischen den Reflexionsspiegeln und den Entladungselektroden in einem Orthogonal-Gaslaser mit einem Resonator, der für das Drehen des Laserlichts durch drei gesamtreflektierende Spiegel gestaltet ist, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 60127773 A offenbart.
9(a) ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Laseroszillators von der Richtung der optischen Achse des Laserlichts
11.
9(b) ist eine Schnittansicht des Laseroszillators von einer Richtung senkrecht zu der Richtung der optischen Achse des Laserlichts
11; sie zeigt einen Laserlichtpfad. In der Figur bezeichnet Nummer
12 einen Resonator, Nummer
13 einen teilreflektierenden Spiegel, Nummern
14 bis
16 gesamtreflektierende Spiegel, Nummern
17 Aussparungen, die vor den Reflexionsspiegeln angeordnet sind, die diesen entsprechen und eine Führungsfunktion der Formbestimmung eines Strahlmodus und einer Laserlichtverstärkung aufweisen, und Nummer
18 bezeichnet einen Entladungsraum. Die gesamtreflektierenden Spiegel
14 und
15 sind in dem Laserlichtpfad zwischen dem teilreflektierenden Spiegel
13 und dem gesamtreflektierenden Spiegel
16 angeordnet, und das Laserlicht, das von dem teilreflektierenden Spiegel
13 reflektiert wird, wird dreimal durch die gesamtreflektierenden Spiegel
14,
15 und
16 gedreht, und wird dann zu dem gleichen Lichtpfad zurückgeführt.
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10 ist eine Zeichnung zur Darstellung einer Verstärkungsverteilung durch die Entladung in einem Orthogonal-Gaslaser; sie zeigt, wie die Zunahme sich in Abhängigkeit von der Position in der Richtung, in der das Lasermedium 10 strömt, verändert. Von 10 ist zu sehen, dass die Zunahme stromabwärts in der Richtung höher ist, in der das Lasermedium 10 in dem Entladungsbereich strömt. Anhand einer derartigen Charakteristik wird der Laserlichtpfad ferner an dem stromabwärtigen Ende in der Richtung, in der das Lasermedium 10 in der Gestaltung gemäß 9 strömt, angeordnet.
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Nachfolgend wird der Grund, warum der Resonator 12 für das Drehen von Laserlicht durch mehrere Reflexionsspiegel, wie in 9 gezeigt, gestaltet ist, anhand der theoretischen Überlegungen der Lasertechnik erläutert.
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Der Laserausstoß Wr wird durch die folgende Formel bezeichnet: Wr = η·(Wd – W0) (1) mit η als Erregungseffizienz, Wd Entladungseingang, und W0 einem Laserschwellwert. Die Erregungseffizienz η wird durch die folgende Formel bezeichnet: η = F·η0 (2) mit F als einem Entladungsraum-Verwendungsfaktor und η0 als Umwandlungseffizienz des Lasermediums zu Licht.
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Der Laserschwellwert W0 in Formel (1) wird durch die folgende Formel bezeichnet: W0 = w0/m (3) mit w0 als einem Parameter, der von dem Verlust des gesamten Resonators, wie z. B. der Übertragungsfähigkeit des teilreflektierenden Spiegels, der einen Teil des Resonators bildet, hergeleitet wird, und wobei m die Anzahl der Male bezeichnet, die das Laserlicht zurückgeführt wird.
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Von Ausdruck (1) ist zu sehen, dass, je höher die Erregungseffizienz η und je geringer der Laserschwellwert W0 ist, desto größer der Laserausstoß Wr, nämlich desto höher die Umwandlungseffizienz zu Laserlicht. Von den Ausdrücken (2) und (3) ist zu sehen, dass, je höher der Entladungsraum-Verwendungsfaktor F, desto höher die Erregungseffizienz η und je größer die Anzahl der Male, dass das Laserlicht zurückgeführt wird m, desto geringer der Laserschwellwert W0, und deshalb kann ein hocheffizienter Orthogonal-Gaslaser geschaffen werden. Somit wird der Orthogonal-Gaslaser mit dem Resonator, der für ein Drehen des Laserlichts durch mehrere Reflexionsspiegel gestaltet ist, für den Zweck der Schaffung eines kompakten Orthogonal-Gaslasers verwendet, der eine hohe Umwandlungseffizienz zu Laserlicht aufweist.
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Eine derartige hohe Effizienz, die durch die Gestaltung der Drehung des Laserlichts durch eine Vielzahl von Reflexionsspiegeln geschaffen wird, ist ein charakteristisches Phänomen und kann erst verwirklicht werden, wenn Lasermedium durch Entladung erregt wird, während Laserlicht mehr als einmal in dem gleichen Entladungsraum umgekehrt wird. D. h. es kann nicht in der Gestaltung verwirklicht werden, in der nur eine optische Achse in einer Laserröhre vorhanden ist, wie in einem Axial-Gaslaser, wie er beispielsweise in dem veröffentlichten japanischen Gebrauchsmuster
JP 56029969 U offenbart ist.
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Der Orthogonal-Gaslaser weist die Gestaltung, wie oben in 9 gezeigt, zum Verstärken der Lasereffizienz von Laserlicht auf; jedoch ist immer noch eine höhere Effizienz angesichts der Forderung zum Energiesparen in der heutigen Zeit erwünscht. Eine Forderung für einen kompakteren Orthogonal-Gaslaser wird aus dem Gesichtspunkt der Raumeinsparung noch verstärkt.
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Wenn die Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird, vergrößert wird, kann die Effizienz, wie oben beschrieben, vergrößert werden. Es ist jedoch schwierig, die Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird, bei der Gestaltung gemäß 9 weiter zu vergrößern. Der Grund dafür liegt darin, dass der Abstand zwischen den Entladungselektroden wegen einer stabilen Entladungserzeugung beschränkt ist, und üblicherweise 100 mm oder weniger beträgt, und es schwierig ist, sämtliche optischen Achsen an dem erwähnten stromabwärtigen Ende anzuordnen, anhand der Beschränkungen auf die Anordnung der Reflexionsspiegel und die Gestalt eines Halters zum Halten der Reflexionsspiegel. Ferner ist der Grund, dass die Formsymmetrie des ausgegebenen Laserlichts verschlechtert wird, weil sich das Laserlicht überlappt, was durch das Drehen des Laserlichts erzeugt wird, und beispielsweise eine Richtfähigkeit (directivity) bei Arbeiten unter Verwendung des abgegebenen Laserlichts auftritt.
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Ferner betrifft die
JP 5315678 A einen optischen Resonator für einen orthogonalen Gaslaser, bei dem der Überlappungsbereich des Laserstrahles, um eine Ausgangslasersymmetrie zu erreichen, fein verteilt wird.
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[Darstellung der Erfindung]
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Die Erfindung ist zum Lösen der Probleme, wie oben beschrieben, vorgesehen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Orthogonal-Gaslaser zu schaffen, der für die Schaffung eines hohen Ausstoßes, einer Energieeinsparung und für eine kompakte Ausführung geeignet ist.
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Gemäß der Erfindung wird ein Orthogonal-Gaslaser geschaffen, der einen Laseroszillator mit einem Resonator aufweist, der aus einem teilreflektierenden Spiegel und mehreren gesamtreflektierenden Spiegel besteht, wobei ein teilreflektierender Spiegel und zwei gesamtreflektierende Spiegel, die an einem Ende eines Resonators angeordnet sind, und drei gesamtreflektierende Spiegel, die an einem entgegengesetzten Ende des Resonators angeordnet sind, enthalten sind, und wobei zwei der drei Reflexionsspiegel, die an jedem Ende des Resonators angeordnet sind, an einem stromabwärtigen Ende eines Entladungsbereichs in einer Richtung, in der ein Lasermedium strömt, oder in der Nähe des stromabwärtigen Endes angeordnet sind, und der teilreflektierende Spiegel ist stromaufwärts von dem stromabwärtigen Ende angeordnet, und der Durchmesser des auf den teilreflektierenden Spiegel aufgebrachten Laserlichts ist vergrößert, so dass die Mitten von Laserlicht an den drei Reflexionsspiegeln, die an jedem Ende des Resonators angeordnet sind, derart ein Dreieck bilden, dass die Punkte des Dreiecks durch die jeweiligen Mitten des Laserlichts an den Reflexionsspiegeln an dem Ende des Resonators gegeben sind.
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Gemäß der Erfindung wird ein Orthogonal-Gaslaser mit einem Laseroszillator geschaffen, der einen Resonator enthält, der aus einem teilreflektierenden Spiegel und wenigstens fünf gesamtreflektierenden Spiegeln besteht, wobei ein teilreflektierender Spiegel und zwei gesamtreflektierende Spiegel, die an einem Ende des Resonators angeordnet sind, und drei gesamtreflektierende Spiegel, die an einem entgegengesetzten Ende des Resonators angeordnet sind, enthalten sind, und wobei zwei der Reflexionsspiegel an einem stromabwärtigen Ende eines Entladungsbereichs in einer Richtung, in der ein Lasermedium strömt, oder in der Nähe des stromabwärtigen Endes angeordnet sind, so dass die Mitten von fortlaufend in dem Entladungsbereich durch die drei Reflexionsspiegel, die an jedem Ende des Resonators angeordnet sind, gedrehtem Laserlicht ein Dreieck bilden.
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Ferner ist an einer Stelle, an der der Mittelpunkt der Linie, der zwei Punkte verbindet, an denen die Linie, welche die Mitten von Aussparungen, die vor den zwei Reflexionsspiegeln angeordnet sind, die an dem stromabwärtigen Ende oder in der Nähe des stromabwärtigen Endes angeordnet sind, die Außenformen der Aussparungen kreuzt, stromaufwärts in der Richtung bewegt ist, in der das Lasermedium parallel mit den Entladungselektroden strömt, die Mitte der Aussparung, die vor dem verbleibenden Reflexionsspiegel angeordnet ist, angeordnet.
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Ferner ist der teilreflektierende Spiegel an dem stromabwärtigen Ende oder in der Nähe des stromabwärtigen Endes angeordnet.
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Ferner ist der teilreflektierende Spiegel stromaufwärts von dem stromabwärtigen Ende angeordnet, und der Durchmesser des auf den teilreflektierenden Spiegel aufgebrachten Laserlichts 11 ist vergrößert.
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Ferner sind die Reflexionsspiegel derart angeordnet, dass die Überlappungsrichtungen der gedrehten Teile des Laserlichts an den Reflexionsspiegeln verteilt werden.
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Die Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, schafft die folgenden Vorteile:
Der Orthogonal-Gaslaser gemäß der Erfindung ist für die Schaffung eines hohen Ausstoßes, die Einsparung von Energie und für eine kompakte Ausführung geeignet.
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Die thermische Verzeichnung des teilreflektierenden Spiegels kann unterdrückt werden.
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Die Formsymmetrie des ausgegebenen Laserlichts kann verbessert werden.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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1 ist eine Konstruktionsdarstellung zum Zeigen eines Resonatorteiles eines Orthogonal-Gaslasers gemäß einer Ausführungsform 1 der Erfindung.
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2 ist eine Zeichnung zur Darstellung der Veränderung in dem Entladungsraum-Verwendungsfaktor in Abhängigkeit von der Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird.
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3 ist eine Zeichnung zur Darstellung einer Eingabe-/Ausgabecharakteristik.
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4 ist eine schematische Darstellung zum Zeigen des Überlappungszustandes von Laserlicht-Drehteilen und eines Beispiels von ausgegebenem Laserlicht.
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5 ist eine Konstruktionszeichnung zur Darstellung eines Resonatorteiles eines Orthogonal-Gaslasers gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung.
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6 ist eine schematische Darstellung zur Darstellung eines Anordnungsverfahrens von Reflexionsspiegeln zum Verbessern der Formsymmetrie des Laserlichts, wenn sich die Aussparungen im Durchmesser unterscheiden.
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7 ist eine Konstruktionszeichnung zur Darstellung eines Resonatorteiles eines Orthogonal-Gaslasers gemäß einer Ausführungsform 3 der Erfindung.
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8 ist eine Konstruktionsdarstellung zum zeigen eines Orthogonal-Gaslasers in dem verwandten Stand der Technik.
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9 ist eine Konstruktionsdarstellung zur Darstellung der Positionsbeziehung zwischen Reflexionsspiegeln und Entladungselektroden in einem Orthogonal-Gaslaser in einem verwandten Stand der Technik.
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10 ist eine Zeichnung zur Darstellung einer Zunahmeverteilung durch Entladung in einem Orthogonal-Gaslaser.
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[Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung]
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[Ausführungsform 1]
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1 ist eine Konstruktionszeichnung zum Darstellen eines Resonatorteiles eines Orthogonal-Gaslasers gemäß einer Ausführungsform 1 der Erfindung; 1(a) ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Laseroszillators von der Richtung der optischen Achse von Laserlicht 11, und 1(b) ist eine schematische Darstellung zum Zeigen eines Laserlichtpfads. In der Figur bezeichnet die Nummer 2 eine Entladungselektrode, Nummer 10 bezeichnet ein Lasermedium, Nummer 11 bezeichnet Laserlicht, Nummer 12 bezeichnet einen Resonator, Nummer 18 bezeichnet einen Entladungsraum, Nummer 19 bezeichnet einen teilreflektierenden Spiegel, Nummer 20 bis 24 bezeichnen gesamtreflektierende Spiegel, und Nummer 25 bis 30 bezeichnen Aussparungen.
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Nachfolgend wird der Betrieb erläutert. Der Grundbetrieb des Orthogonal-Gaslasers ist ähnlich zu dem gemäß dem Stand der Technik, wie er in 8 gezeigt wurde. Das Lasermedium 10, das in dem Entladungsraum 18 erregt wird, wird in dem Resonator 12 verstärkt. In dem Resonator 12 wird Laserlicht, von dem etwas durch den teilreflektierenden Spiegel 19 reflektiert wird, gedreht und wird an den gesamtreflektierenden Spiegeln 20, 21, 22, 23 reflektiert, in einer Reihenfolge ausgehend an den gesamtreflektierenden Spiegel 20 und ankommend an dem gesamtreflektierenden Spiegel 24. Das an dem gesamtreflektierenden Spiegel 24 reflektierte Laserlicht wird an den gesamtreflektierenden Spiegeln 23, 22, 21 und 20 reflektiert und kommt an dem teilreflektierenden Spiegel 19 an, und etwas von dem Laserlicht wird als Laserlicht 11 herausgenommen. Somit sind die gesamtreflektierenden Spiegel 20 bis 23 in dem Laserlichtpfad zwischen dem teilreflektierenden Spiegel 19 und dem gesamtreflektierenden Spiegel 24 angeordnet, und das von dem teilreflektierenden Spiegel 19 reflektierte Laserlicht wird fünfmal durch die gesamtreflektierenden Spiegel 20 bis 24 gedreht und wird dann zu dem gleichen Lichtpfad zurückgeführt.
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Nachfolgend wird ein Implementierverfahren einer derartigen Drehgestaltung erläutert. Es ist wünschenswert, dass der Laserlichtpfad an dem stromabwärtigen Ende in der Richtung angeordnet ist, in der das Lasermedium in dem Entladungsraum strömt, wie anhand der Zunahmeverteilung zu erkennen ist, die durch die Entladung geschaffen wird, wie in 10 für den betroffenen Stand der Technik gezeigt ist. Jedoch ist der Raum zwischen den Entladungselektroden 2 begrenzt, und zwar wegen einer stabilen Entladungserzeugung, und beträgt üblicherweise 100 mm oder weniger, und es ist schwierig, sämtliche optischen Achsen des erwähnten stromabwärtigen Endes anhand der Beschränkungen auf die Anordnung der Reflexionsspiegel und der Gestalt eines Halters anzuordnen. Wenn die optischen Achsen an dem erwähnten stromabwärtigen Ende an dem Ende, an dem das Laserlicht herausgenommen wird, angeordnet werden, erreicht die Verstärkung des Laserlichts das Maximum, und somit wird eine gute Effizienz geschaffen. Deshalb sind, wie in 1(a) gezeigt, die optische Achse zwischen den Aussparungen 25 und 26, die optische Achse zwischen den Aussparungen 27 und 28 und die optische Achse zwischen den Aussparungen 26 und 27 an dem oben erwähnten stromabwärtigen Ende angeordnet, und andere optische Achsen sind stromaufwärts von dem erwähnten stromabwärtigen Ende angeordnet, so dass ein höchsteffizientes und stabiles Lasern geschaffen werden kann.
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2 zeigt die Veränderung in einem Entladungsraum-Verwendungsfaktor in Abhängigkeit von der Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird; die Gestaltung der Erfindung gemäß 1 entspricht dem Fall, dass die Anzahl, die das Laserlicht gedreht wird, fünf beträgt, und die Gestaltung des verwandten Standes der Technik gemäß 9 entspricht dem Fall, dass die Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird, drei ist. Von 2 ist zu erkennen, dass die Gestaltung gemäß der Erfindung einen höheren Entladungsraum-Verwendungsfaktor als die Gestaltung des verwandten Standes der Technik schafft. Es ist ferner zu erkennen, dass der Entladungsraum-Verwendungsfaktor nicht zu stark angehoben wird, wenn die Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird, fünf übersteigt. Deshalb ist es in Anbetracht eines Anstiegs bei der Erregungseffizienz, die durch Verbessern des Entladungsraum-Verwendungsfaktors erreicht wird, eines Anstiegs bei den Kosten, die durch eine Vermehrung der Teile der Reflexionsspiegel etc., usw. erzeugt wird, angemessen, dass die Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird, fünf beträgt. Bei einer Anwendung, um einen höheren Ausstoß zu schaffen, kann die Anzahl der Male, die das Laserlicht gedreht wird, weiter erhöht werden.
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3 ist eine Zeichnung zur Darstellung eines Vergleichs zwischen der Gestaltung der Erfindung gemäß 1 und der Gestaltung des verwandten Standes der Technik gemäß 9 bezüglich der Eingangs-/Ausgangscharakteristik mit der gleichen Größe und der gleichen Bedingung im Hinblick auf die Eingangsenergie; die durchgezogene Linie bezeichnet die Gestaltung gemäß der Erfindung, wie in 1 gezeigt, und die gestrichelte Linie bezeichnet die Gestaltung gemäß dem verwandten Stand der Technik in 9. Bei der Gestaltung gemäß der Erfindung gemäß 1 wird die Ausgangseffizienz drastisch verbessert, wegen einer Verbesserung bei dem Entladungsraum-Verwendungsfaktor und einer Vergrößerung bei der Anzahl der Male, die das Laserlicht zurückgeführt wird, und die Gestaltung gemäß der Erfindung in 1 kann einen Ausstoß etwa 1,4 Mal so hoch wie demjenigen der Gestaltung des verwandten Standes der Technik gemäß 9 schaffen.
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Deshalb kann ein Orthogonal-Gaslaser, der für die Schaffung eines hohen Ausstoßes, eine Energieeinsparung und eine kompakte Ausführung geeignet ist, geschaffen werden.
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[Ausführungsform 2]
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Wenn ein Resonator in einem Orthogonal-Gaslaser zum Drehen des Laserlichts durch eine Vielzahl von gesamtreflektierenden Spiegeln gestaltet ist, tritt eine Überlappung in den gedrehten Teilen des Laserlichts auf, während das Laserlicht reflektiert und verstärkt wird. Wenn man die Gestaltung gemäß 1 in der Ausführungsform 1 als ein Beispiel nimmt, zerhacken (scramble) in dem Laserlicht-Überlappungsteil (beispielsweise der oberen Seite von Laserlicht, das von der Aussparung 25 kommt, und der unteren Seite von Laserlicht, das an der Position der Aussparung 26 in 1 zu der Aussparung 27 geht) die Oberseite des Laserlichts, das von der Aussparung 25 kommt, und die Unterseite von Laserlicht, das zu der Aussparung 27 geht, für den Zuwachs in dem gleichen Raum, und für diesen Abschnitt kann nur ein Zuwachs von 50% jeweils bezogen auf den Gesamtzuwachs von 100% erreicht werden. Somit fällt die Stärke des Laserlicht-Überlappungsteiles auf eine Hälfte bezüglich der Stärke eines nicht überlappenden Abschnitts von Laserlicht, und die Formsymmetrie von Laserlicht wird verschlechtert.
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4(a) zeigt eine Überlappung von gedrehten Teilen von Laserlicht (A- bis D-Teile, in 1(b)), und die Summe der Überlappungsabschnitte für Laserlicht wird ausgegebenes Laserlicht. 4(b) zeigt das ausgegebene Laserlicht in diesem Fall. Wenn eine ähnliche Untersuchung für 9 für den verwandten Stand der Technik durchgeführt wird, treten Überlappungsteile nur an der Oberseite und der Unterseite von Laserlicht auf, und die Formsymmetrie des ausgegebenen Laserlichts ist stärker verschlechtert. Wenn die Formsymmetrie von ausgegebenem Laserlicht verschlechtert wird, tritt beispielsweise eine Richtfähigkeit beim Arbeiten unter Verwendung des ausgegebenen Laserlichts auf.
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5 ist eine Konstruktionszeichnung zur Darstellung eines Resonatorteiles eines Orthogonal-Gaslasers gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung; sie zeigt die Gestaltung für eine weitere Verbesserung der Formsymmetrie von ausgegebenem Laserlicht. Teile, die identisch oder ähnlich zu den vorangehend unter Bezugnahme auf die 1 bei der ersten Ausführungsform beschriebenen sind, sind durch die gleichen Referenznummern in 5 bezeichnet. 5(a) ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Orthogonal-Gaslasers von der Richtung der optischen Achse von Laserlicht 11, und 5(b) ist eine schematische Darstellung zum Zeigen eines Laserlichtpfads. Bei der Anordnung der Reflexionsspiegel und der Aussparungen gemäß 5 sind im Gegensatz zu derjenigen der Reflexionsspiegel und der Aussparungen in 1 ein Reflexionsspiegel 22 und eine Aussparung 28 und ein Reflexionsspiegel 24 und eine Aussparung 30 in der Position gegenüber derjenigen von 1 verändert. Deshalb unterscheidet sich der Laserlichtpfad gemäß 5(b) von demjenigen in 1(b) teilweise in der Überlappungsrichtung der Laserlicht-Überlappungsteile. In diesem Fall entspricht 5(c) 4(a) und 5(d) entspricht der 4(b); die Reflexionsspiegel sind angeordnet, und der Laserlichtpfad ist ausgebildet, wie in 5(a) und (b), wobei die Überlappungsrichtungen der gedrehten Teile des Laserlichts an den Reflexionsspiegeln, wie in 5(c) gezeigt, verteilt sind, und die Laserlicht-Überlappungsabschnitte nahezu an dem Umfang des ausgegebenen Laserlichts, wie in 5(d) gezeigt, verteilt und angeordnet sind, so dass die Formsymmetrie des ausgegebenen Laserlichts verbessert wird.
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In den Gestaltungen gemäß 1 und 5 sind die Reflexionsspiegel mit jeweils drei an beiden Endteilen des Resonators angeordnet, und die Mitte des Laserlichts an den drei Reflexionsspiegeln an jedem Endteil des Resonators bildet ein Dreieck. Dies entspricht der Anordnung der Aussparungen 25, 27 und 29 als Dreieck, und der Aussparungen 26, 28 und 30 als Dreieck in dem Beispiel der 1, und entspricht einer Anordnung der Aussparungen 25, 27 und 29 als ein Dreieck, und der Aussparungen 26, 30 und 28 als ein Dreieck in dem Beispiel von 5. Wenn man 5 als ein Beispiel nimmt, wenn die Aussparungen gleichen Durchmesser aufweisen, ist das Dreieck, das durch die Aussparungen 25, 27 und 29 gebildet wird, ein gleichschenkliges Dreieck mit der Linie, die die Mitten der Aussparungen 25 und 27 verbindet, als Boden, und das Dreieck, das durch die Aussparungen 26, 28 und 30 gebildet wird, ist ein gleichschenkliges Dreieck, mit der Linie, welche die Mitten der Aussparungen 26 und 30 verbindet, als Boden. In der Gestaltung von 5, wenn die Aussparungen einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, wenn die Mitte der Aussparung 29 an einer Stelle angeordnet ist, zu der ein Mittelpunkt R einer Linie PQ, die die Punkte P und Q verbindet, zeigt, werden die Punkte, wo die Linie, welche die Mitten der Aussparungen 25 und 27 verbindet, die Außenformen der Aussparungen 25 und 27 kreuzt, wird in der Richtung, in der ein Laserlicht parallel zu den Entladungselektroden, wie in 6 gezeigt, strömt, stromaufwärts bewegt, und die Formsymmetrie des ausgegebenen Laserlichts wird verbessert.
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[Ausführungsform 3]
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Ein teilreflektierender Spiegel zum Herausnehmen von Laserlicht bringt übermäßigen Wärmeeingang mit sich und weist ein Problem im Hinblick auf das Auftreten von Wärmeabweichungen usw. auf. Um eine derartige Wärmeverzerrung zu mildern, ist ein Verfahren zum Vergrößern des Durchmessers von Laserlicht, das auf den teilreflektierenden Spiegel aufgebracht wird, zum Verringern der Wärmeeingangsmenge pro Flächeneinheit am wirksamsten. Bei der Anordnung der Reflexionsspiegel und der Aussparungen gemäß 1 in der Ausführungsform 1 und gemäß 5 in der Ausführungsform 2 sind der gesamtreflektierende Spiegel 21 und die Aussparungen 27 oberhalb des teilreflektierenden Spiegels 19 und der Aussparung 25 angeordnet, und somit ist es schwierig, den Durchmesser von Laserlicht, das auf den teilreflektierenden Spiegel aufgebracht wird, physikalisch zu vergrößern. Dann wird, wenn der teilreflektierende Spiegel 19 und die Aussparungen 25 derart angeordnet werden, dass weder der Reflexionsspiegel noch die Aussparung oberhalb oder unterhalb derselben, wie in 7 gezeigt, kommen, verglichen mit den Fällen gemäß 1 und 5, das Ende zum Herausnehmen von Laserlicht zu dem stromaufwärtigen Ende von dem stromabwärtigen Ende in der Richtung bewegt, in der das Lasermedium in dem Entladungsbereich strömt, und somit wird der Ausstoß ein wenig gesenkt, es wird jedoch ermöglicht, den Durchmesser des auf den teilreflektierenden Spiegel 19 aufgebrachten Laserlichts zu vergrößern, indem der Resonator verändert wird, wenn die Krümmung der Reflexionsspiegels verändert wird, etc., indem ferner die Modusreihenfolge (mode order) verändert wird.
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Deshalb kann die Wärmeverzerrung des teilreflektierenden Spiegels unterdrückt werden, indem eine Anordnung der Reflexionsspiegel und des Laserlichtpfads gemäß 7 verwendet wird.
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[Gewerbliche Anwendbarkeit]
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Wie oben beschrieben, kann der Orthogonal-Gaslaser gemäß der Erfindung einen hohen Ausstoß schaffen, Energie sparen, und kompakt ausgeführt werden, und somit ist die Herstellung des Orthogonal-Gaslasers selbst gewerblich wertvoll. Ferner ist der Orthogonal-Gaslaser für die Verwendung in Bearbeitungs-, Messindustrien usw. geeignet.
